DE348161C - Galvanisches Primaerelement mit Zink in alkalischer Loesung und Kohle in saurer Chromatloesung - Google Patents

Description

• Galvanisches Primärelement mit Zink in alkalischer Lösung und Kohle in saurer Chromatlösung.. Ein galvanisches Primärelement, ,welches auf der Verwendung von alkalifreier Chromsäure (Cr 03) als Depolarisator am Kohlepol und von freiem Alkali am Zinkpol beruht, vermag bei dauernd konstantem inneren . Widerstande eine erhebliche Strombelastung zu ertragen und ist deshalb als Standelement zum Betrieb von Lampen und zur Aufladung von Kleinakkumulatoren sowie für andere Zwecke sehr geeignet. Es ergeben sich dabei jedoch die folgenden Übelstände. Erstens erfordert die Handhabung der Lösungen wegen ihrer ätzenden Eigenschaften Vorsicht, zweitens ist das gefüllte Element schlecht transportabel, drittens hat es nur geringe Lagerfähigkeit, weil es, einmal gebrauchsfertig angesetzt, sowohl der Diffusion der Elektrolyte durch die trennende Membran ausgesetzt ist wie auch der Osmose des Wassers, da beide Lösungen von verschiedenem osmotischen Drucke und verschiedener Dichte sind. Man kann zwar diese Vorgänge durch geeignete Maßnahmen verzögern, aber dies kann eine Verminderung der Belastbarkeit zur Folge haben, und die Lagerfähigkeit eines einmal gefüllten Elementes wird dadurch nur unerheblich vergrößert.
• Dagegen ist es möglich, auf demselben Prinzip, Kohle in chromsaurer . Lösung, Zink in alkalischer Lösung, ein Element aufzubauen, das als Trockenelement bereits die zur Erzeugung einer E. M. K. erforderlichen Stoffe enthält und durch Einfüllen lediglich von Wasser gebrauchsfertig gemacht wird, wie dies bei den Trockenelementen des Leclanchetypus üblich ist. Daß Alkali, z. B. Kali oder. besser Natron, auch Natronkalk oder evtl. Karbonate, in fester Form eingefüllt werden kann und sich hinreichend rasch löst, ist bekannt. Die Chromsäure dagegen bedarf, um nicht schon beim Einfüllen zu viel Wasser aufzunehmen, und auch weil sie als nicht hinreichend stark noch mit einer weiteren viel Wasserstoffionen bietenden Säure versetzt wird, besonderer Maßnahmen. Da nun im Interesse der Dauerhaftigkeit auch verhütet werden soll, daß Konzentration und osmotischer Druck der Chromsäurelösung zu groß werden, so empfiehlt sich die Verwendung eines festen Gemisches nicht hygroskopischer Stoffe, deren einer die Chromationen, der andere die Wasserstoffionen in hinreichender Menge liefert, wenn Wasser aufgegossen wird. Als solche Stoffe eignen sich mäßig- oder schwerlösliche Chromate und ebensolche Säuren, im besonderen die Chromate der Erdalkalimetalle Barium, Strontium und auch Kalzium einerseits, und ebensolche, d. h. auch mäßig- oder schwerlösliche nicht oxydabie Säuren oder saure Salze von hinreichender Azidität wie saure Sulfate, z. B. Kaliumhydrosulfat (KHSO,), Natriumhydrosulfat (NaHS04) und saure Phosphate wie z. B. Kal= ziummonophosphat (Ca[H@P09]2). Gemische dieserStöffe, z. B. Kaliumhydrosulfat-i- Kalziiimchromat (KHSO,, -j- CaCr09) oder Bariurnchromat und Kalziummonophosphat (BaCr04-1-Ca[H,P04]2), in richtigen Verhältnissen angesetzt, gewähren weiten Spielraum für die Wahl der aktuellen Konzentration der Lösung an Chromsäure und Wasserstoffionen. Z. B. liefert die erstgenannte Kombination (K H S O, -1,-Ca Cr04) eine Lösung mit verhältnismäßig viel Chromat und Wasserstoffionen, die zweite dagegen (BaCr04+Ca(H,P04j.) eine Lösung mit wesentlich geringerem Gehalt an Chromat und Wasserstoffionen. Demnach ist die erste Lösung für starke Belastung des Elements bei kürzerer Entladungsdauer, die zweite für schwächere Belastung des Elements bei längerer Entladungsdauer geeignet. Die Beispiele stellen besonders weit auseinanderliegende Fälle dar; und sie sollen zeigen; wie die Löslichkeit der verwendeten Stoffe hinsichtlich der jeweils bevorzugten praktischen. Anforderung der Dauerhaftigkeit oder der hohen Belastbarkeit entsprechend gewählt werden kann. Man vermag demnach innerhalb der Grenzen der Löslichkeiten der verschiedenen Stoffe beliebige Konzentrationen und demnach beliebige Depolarisationsleistungen zu erzielen, so daß- sowohl geringe Belastbarkeit mit entsprechend hoher Dauerhaftigkeit des mit Wasser zum Gebrauch aufgefüllten, aber so nicht dauernd beanspruchten Elementes erzielt werden kann, wie auch starke Belastbarkeit, die dann mit geringerer Dauerhaftigkeit verbunden ist, weil der stärker konzentrierte Depolarisator rascher durch die Membran diffundiert. Elemente der einen Art (KHSO4 CaCr0,,) müssen demnach rasch ausgenutzt werden, die der anderen Art können viel länger -- auch mit Unterbrechungen -benutzt werden,-eignen sich also zur -Verwendung für gewisse technische Zwecke, z. B, zum Bau von Ver-. stärkerbatterien.
• Die Spannung der Elemente ist je nach dem gewählten Salzgemisch verschieden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Galvanisches Primärelement mit Zink in alkalischer Lösung und Kohle in saurer Chromatlösung, . dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyte als festes Gemisch mehrerer Stoffe verwendet werden, von denen auf der Chromsäureseite der eine die Chromationen, der andere die Wasserstoffionen liefert" während auf der Alkaliseite das nötige Hydroxyl gebildet wird, wenn auf beiden Seiten Wasser eingefüllt wird.
2. 2. Ausführungsform nach Anspruch i, da= durch gekennzeichnet, daß am Kohlepol ein Gemisch verwendet wird, welches aus einer festen Säure oder einem sauren Salze und einem festen Chromat besteht, die hinsichtlich ihrer Löslichkeit der jeweils bevorzugten Anforderung der Dauerhaftigkeit oder hohen Belastbarkeit entsprechend gewählt werden.